專利名稱：一爐兩段沸騰焙燒工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種難處理金礦石的沸騰焙燒工藝，特別涉及一種一爐兩段沸騰焙燒工藝。
背景技術(shù)：
眾所周知，難處理金礦石的特征一是含有硫化物，二是金處于微細粒包裹狀態(tài)，三是含有炭質(zhì)物；難處理金礦石沸騰焙燒工藝在國外已經(jīng)成功地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，主要為富氧焙燒，氧氣含量一般在50％～100％。富氧焙燒的優(yōu)點在于在較低溫下便可實現(xiàn)礦石迅速燃燒，這樣，設(shè)備的單位處理能力大，是一般普通設(shè)備的3～5倍，礦石中硫化物、炭質(zhì)物氧化燃燒完全，金的回收率較高，另外，采用純氧氣焙燒，焙燒后產(chǎn)生的煙氣量小，是常規(guī)焙燒工藝的1/3～1/5，易于凈化處理，應(yīng)用在制酸行業(yè)，可以獲得高濃度的SO3氣體，這些都是國外難處理金礦石特點所決定的；我國含砷、含炭卡林型難處理金礦石則不完全適宜采用富氧焙燒，這主要是由這部分難處理金礦石金礦物賦存狀態(tài)所決定的，迅速、劇烈的燃燒會導(dǎo)致金礦物的二次包裹，使金更難于浸出，特別是在低溫條件下富氧焙燒，金的回收率較低，不利于工業(yè)化開發(fā)、利用，急需加以改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種一爐兩段沸騰焙燒工藝，不但解決了硫化物、炭物質(zhì)的氧化問題，同時解決了二次包裹金問題；焙燒過程中利用碳酸鹽礦物的自然分解實現(xiàn)了對砷、硫等氧化物的自潔固化，有效地解決了焙燒工藝中的環(huán)境污染等問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將金礦石作為一種沸騰焙燒流態(tài)化床燃料源，利用空氣在供氧量是總需氧量50％～80％、溫度600℃～750℃條件下進行的第一段缺氧焙燒，主要解決砷等類型礦物的緩慢氧化問題；緊接著將礦石進行第二段氧化焙燒，第二段氧化焙燒過程中供氧量應(yīng)過剩20％～40％、焙燒溫度600℃～750℃，確保礦石中的硫化物、炭質(zhì)物等基本上氧化完全；同時，本發(fā)明還包括有進行第一段、第二段焙燒時，利用礦石中碳酸鹽礦物的分解，控制pH值7.5～10，使礦石顯堿性，確保在沸騰焙燒的同時實現(xiàn)對砷、硫等氧化物的固化反應(yīng)，生成穩(wěn)定、無毒的固體化合物砷酸鈣、硫酸鈣，有效地解決了焙燒工藝中有毒、有害氣體污染環(huán)境的問題，使一爐兩段焙燒工藝成為綠色環(huán)保工藝；本發(fā)明實現(xiàn)了作業(yè)條件不同的兩段連續(xù)焙燒；第一段在缺氧條件下的緩慢氧化和第二段氧氣過剩條件下的完全氧化；本發(fā)明是將難處理金礦石通過干式磨礦工藝磨到最佳礦物解離粒度，由于礦石燃燒發(fā)熱量小，不能實現(xiàn)自熱，所以需要外加熱源，燃煤是較為經(jīng)濟合理的外加熱源，所以，將燃煤與礦石一起進行干式磨礦，有效地解決焙燒溫度均勻性問題；另外，將沸騰焙燒使用的空氣，利用焙燒煙氣余熱進行加熱，同樣可以節(jié)省滿足燃燒需要外加的能源；這樣，將準(zhǔn)備好的礦粉通過自動化計量與控制給入沸騰焙燒爐中，根據(jù)礦石性質(zhì)要求進行兩段連續(xù)沸騰焙燒；具體焙燒步驟是步驟1是焙燒物料準(zhǔn)備不同的金礦石，由于金的粒度組成及賦存狀態(tài)不同，磨礦粒度組成也不相同，一般在-0.15mm60％～0.074mm90％之間；干磨后的礦石含水小于2％；燃煤根據(jù)礦石發(fā)熱量不同、焙燒溫度不同，添加的比例也不同，一般控制在1％～5％；步驟2是第一段焙燒通過密封螺旋給料機給入焙燒爐中的物料首先進行第一段焙燒；為了滿足含砷礦物的缺氧焙燒條件，控制第一段流態(tài)化焙燒床殘氧量為零，并且，根據(jù)礦石性質(zhì)要求，供氧量一般控制在總需氧量的50～80％；焙燒溫度通過微調(diào)燃煤補加系統(tǒng)進行自動化控制，溫度范圍一般控制在600℃～750℃；第一段焙燒時間一般為30min～60min，通過調(diào)節(jié)流態(tài)化床層高度進行控制；通過以上調(diào)節(jié)與控制完成第一段焙燒；步驟3是第二段焙燒完成第一段焙燒的物料通過設(shè)在焙燒爐中隔墻底部的過流通道進入焙燒爐的第二個焙燒室，進行第二段焙燒；在第二段焙燒中以控制供風(fēng)量為主，供氧量過剩系數(shù)一般在20％～40％；焙燒溫度600℃～750℃；焙燒時間30min～60min，確保礦石中硫化物、炭質(zhì)物氧化燃燒完全，完成第二段焙燒；兩段焙燒產(chǎn)生的煙氣在爐膛的擴大段合并在一起由煙道排出；在焙燒過程中嚴格控制物料流態(tài)化速度、焙燒溫度、供氧量等條件，確保在進行第一段、第二段焙燒的同時，實現(xiàn)礦石中碳酸鹽礦物的有效分解，使礦石顯堿性，pH值7.5～10，這樣，氧化后的砷、硫等有害雜質(zhì)將得以充分固化，合理地解決了焙燒工藝中砷、硫的環(huán)境污染問題。
本發(fā)明的優(yōu)點在于解決了炭質(zhì)物劫金性問題，避免了已溶金的二次流失；氧化了礦石中的砷、硫等礦物，打開了砷、硫等礦物對金的微細粒包裹，提高了金的浸出率；原礦沸騰焙燒將脈石經(jīng)水淬炸裂后直接進行氰化浸出，避免了浮選時因金與脈石連生不可浮造成的金損失，提高了原礦沸騰焙燒提金工藝的綜合回收率；可以在同一焙燒爐中，根據(jù)礦石性質(zhì)要求，進行作業(yè)條件不同的兩段焙燒，有效地解決了焙燒過程中物料對焙燒條件的不同要求，同時避免了短路及焙燒過程中二次包裹金問題，使金的最佳回收效果得到了保障；在適宜的作業(yè)條件下，利用礦石中所含碳酸鹽礦物的自然分解實現(xiàn)了對砷、硫的“自潔固化”，使砷、硫在焙燒爐內(nèi)發(fā)生固化反應(yīng)，生成穩(wěn)定的固體化合物，解決了砷、硫?qū)Νh(huán)境的污染。


圖1為本發(fā)明的一爐兩段焙燒設(shè)備示意圖。
具體實施例方式某難處理金礦石，礦石多元素分析結(jié)果見表1。
表1礦石多元素分析

根據(jù)礦石工藝礦物學(xué)研究需要，對礦石中主要有害元素進行了物相分析，硫物相分析結(jié)果見表2；砷物相分析結(jié)果見表3；碳物相分析結(jié)果見表4。
表2硫物相分析

表3砷物相分析

表4碳物相分析

單礦物分析及選擇性溶金分析結(jié)果證明，金與硫化物關(guān)系非常密切，硫化物含金為51.14g/t，選擇性溶金分析中硫化物含金占金含量的83.1％；這部分金常規(guī)鏡下難以分辨，大多數(shù)為次顯微金，結(jié)果見表5；由于礦石中金礦物顆粒極其微細，對該礦石中金的賦存狀態(tài)，只能夠采用選擇性溶金試驗方法和單礦物含金分析相結(jié)合來測定，分析結(jié)果見表6。
表5金礦物粒度測量分析結(jié)果

表6原礦-0.074mm占90％金賦存狀態(tài)

根據(jù)該難處理金礦石工藝礦物學(xué)特點，進行了較為系統(tǒng)的焙燒條件試驗，具體試驗匯總結(jié)果如下實施例1將上述難處理金礦石磨至-0.074mm含量占90％，在單段焙燒爐中進行不同氣氛、不同焙燒溫度試驗，焙燒時間45min；焙燒氣氛分別為空氣(含氧21％)；富氧(含氧75％)；貧氧(含氧10％)；不同溫度550℃；600℃；650℃；700℃；炭浸金回收率焙燒試驗研究結(jié)果見表7表7不同溫度不同氣氛單段焙燒試驗結(jié)果

試驗結(jié)果貧氧優(yōu)于空氣、空氣優(yōu)于富氧；溫度高比溫度低結(jié)果好，從不同溫度不同氣氛單段焙燒試驗結(jié)果來看，試驗研究結(jié)果普遍偏低，金回收率指標(biāo)不理想。
實施例2如附圖1所示，對礦石進行了不同氣氛條件下、不同溫度兩段焙燒試驗，兩段焙燒時間分別為45min、30min、60min，焙燒試驗步驟是步驟1是焙燒物料準(zhǔn)備將實施例1的難處理金礦石通過干式磨礦工藝，磨礦粒度-0.074mm占90％；干磨后的礦石含水小于2％；燃煤添加的比例3％；步驟2是第一段焙燒通過密封螺旋給料機1給入沸騰焙燒爐流態(tài)化焙燒前室2進行第一段焙燒；給入沸騰焙燒爐流態(tài)化焙燒前室2的物料，根據(jù)礦石性質(zhì)要求嚴格控制給礦量、供風(fēng)量、供風(fēng)含氧量、焙燒溫度、焙燒時間等主要參數(shù)，完成第一段焙燒；步驟3是第二段焙燒完成第一段焙燒的物料通過設(shè)在焙燒爐中隔墻底部的過流通道4進入沸騰焙燒爐流態(tài)化床焙燒后室5進行第二段焙燒，進入沸騰焙燒爐流態(tài)化床焙燒后室5的物料同樣根據(jù)礦石性質(zhì)要求嚴格控制給礦量、供風(fēng)量、供風(fēng)含氧量、焙燒溫度、焙燒時間等主要參數(shù)完成第二段焙燒；第一段焙燒和第二段焙燒產(chǎn)生的煙塵在爐膛12的擴大段合并在一起，由煙道13排出；經(jīng)過兩段焙燒，焙燒好的物料采取溢排料方式通過密封卸料閥6排出爐外；試驗結(jié)果見表8表8不同溫度不同氣氛兩段焙燒試驗結(jié)果

試驗結(jié)果富氧試驗結(jié)果很不理想，盡管有機炭氧化率高達92％，仍然未能獲得高的回收金指標(biāo)，未浸出的金不是有機炭造成的；經(jīng)過浸渣產(chǎn)品考查可知，尾渣中有60％的金處于氧化鐵包裹狀態(tài)，完全是由于氧化過程反應(yīng)劇烈形成氧化鐵二次包裹所致，由此可以說明，該難處理金礦石不適宜采用富氧焙燒。
從空氣和貧氧焙燒試驗結(jié)果來看，金的浸出指標(biāo)非常理想，硫化物包裹金及可浸金基本上得到了有效浸出，同時，部分脈石包裹金由于水淬炸裂以及碳酸鹽礦物分解等原因得到了浸出，提高了金的浸出率；另外，采用貧氧氣氛，工業(yè)實踐中不易獲得，直接采用空氣完全可以滿足難處理金礦工業(yè)化開發(fā)利用的目的；結(jié)論兩段空氣焙燒、溫度650～700℃。
實施例3如附圖1所示及在實施例2基礎(chǔ)上，綜合最佳作業(yè)條件進行了擴大連續(xù)驗證試驗，試驗步驟與實施例2相同，試驗參數(shù)如下焙燒試驗礦石處理能力8t/d燃煤配比2.8％物料粒度-0.074mm含量占90％兩段焙燒試驗焙燒溫度一段焙燒680℃～700℃；二段焙燒680℃～700℃；焙燒氣氛一段、二段焙燒均采用空氣，空氣含氧量21％焙燒時間一段30min二段30min供風(fēng)量一段84m3/h二段84m3/h試驗步驟如下
步驟1是焙燒物料準(zhǔn)備將實施例1的難處理金礦石通過干式磨礦工藝，磨礦粒度-0.074mm占90％；干磨后的礦石含水小于2％；燃煤添加的比例2.8％；步驟2是第一段焙燒通過密封螺旋給料機1給入沸騰焙燒爐流態(tài)化焙燒前室2進行第一段焙燒；給入沸騰焙燒爐流態(tài)化焙燒前室2的物料，根據(jù)礦石性質(zhì)要求嚴格控制給礦量、供風(fēng)量、供風(fēng)含氧量、焙燒溫度、焙燒時間等主要參數(shù)，完成第一段焙燒；步驟3是第二段焙燒完成第一段焙燒的物料通過設(shè)在焙燒爐中隔墻底部的過流通道4進入沸騰焙燒爐流態(tài)化床焙燒后室5進行第二段焙燒，進入沸騰焙燒爐流態(tài)化床焙燒后室5的物料同樣根據(jù)礦石性質(zhì)要求嚴格控制給礦量、供風(fēng)量、供風(fēng)含氧量、焙燒溫度、焙燒時間等主要參數(shù)完成第二段焙燒；第一段焙燒和第二段焙燒產(chǎn)生的煙塵在爐膛12的擴大段合并在一起，由煙道13排出；經(jīng)過兩段焙燒，焙燒好的物料采取溢排料方式通過密封卸料閥6排出爐外；連續(xù)焙燒試驗焙砂氰化炭浸試驗指標(biāo)見表9表9兩段焙燒焙砂氰化炭浸試驗結(jié)果

結(jié)果36小時試驗結(jié)果相當(dāng)理想，有力地證明，該難處理金礦石完全適宜采用兩段空氣焙燒提金工藝。
權(quán)利要求
1.一種一爐兩段沸騰焙燒工藝，其特征在于焙燒步驟是步驟1焙燒物料準(zhǔn)備磨礦粒度在-0.15mm60％～-0.074mm90％之間；干磨后的礦石含水小于2％；燃煤與礦石一起進行干式磨礦，燃煤添加的比例1％～5％；步驟2第一段焙燒通過密封螺旋給入焙燒爐中的物料首先進行第一段焙燒；第一段流態(tài)化焙燒床殘氧量為零，供氧量在總需氧量的50～80％；焙燒溫度通過微調(diào)燃煤補加系統(tǒng)進行自動化控制，溫度范圍在600℃～750℃；第一段焙燒時間為30min～60min，通過調(diào)節(jié)流態(tài)化床層高度進行控制；通過以上調(diào)節(jié)與控制完成第一段焙燒；步驟3第二段焙燒完成第一段焙燒的物料通過設(shè)在焙燒爐中隔墻底部的過流通道進入焙燒爐的第二個焙燒室，進行第二段焙燒；在第二段焙燒中以控制供風(fēng)量為主，氧氣量過剩系數(shù)在20％～40％；焙燒溫度600℃～750℃；焙燒時間30min～60min，確保礦石中硫化物、炭質(zhì)物氧化燃燒完全，完成第二段焙燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一爐兩段沸騰焙燒工藝，屬于一種難處理金礦石的沸騰焙燒工藝。其焙燒步驟是包括焙燒物料準(zhǔn)備；第一段焙燒及第二段焙燒；其中，通過密封螺旋給料機給入焙燒爐中的物料首先進行第一段焙燒；完成第一段焙燒的物料通過設(shè)在焙燒爐中隔墻底部的過流通道進入焙燒爐的第二個焙燒室，進行第二段焙燒，在第二段焙燒中以控制供風(fēng)量為主，確保礦石中硫化物、炭質(zhì)物氧化燃燒完全，完成第二段焙燒。優(yōu)點在于避免已溶金的二次流失，提高金的浸出率，提高了綜合回收率；解決了砷、硫?qū)Νh(huán)境的污染，實用性強。
文檔編號C22B1/14GK101082078SQ20071005585
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者張清波, 汪丹, 魯玉春, 谷志君 申請人:中國黃金集團公司技術(shù)中心